4Cr5MoSiV1热作模具钢循环渗氮及热疲劳行为研究

针对4Cr5MoSiV1热作模具钢在使用过程中经受熔融铝液及冷却液的循环冲击,在热应力作用下容易产生热疲劳失效的问题。采用可控循环气体渗氮的方法分别在回火态和热疲劳态模具钢表面制备无铁氮化合物和有化合物的渗层,进行热疲劳性能测试。结果表明:循环渗氮制备的无化合物的渗层可以有效延缓热疲劳裂纹的萌生,抗热疲劳性能优于有化合物的渗层。同时,在裂纹产生前进行二次渗氮可以补充氮原子,重置压应力并增加硬度,进一步提升热疲劳抗性。

钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形技术进展

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地提高钛合金薄壁构件成形效率、降低成本。然而,与传统等温成形不同,在冷模热冲压成形过程中,钛合金板材温度不断下降,这对钛合金成形极限、回弹及组织性能等的控制提出了全新的挑战。分析了钛合金薄壁构件冷模热冲压成形技术特点及存在的问题,归纳了快速加热对钛合金组织性能的影响规律,综述了钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形工艺进展,最后对该技术未来的发展方向进行了展望。

涡旋盘热模锻自动化生产线及智能检测控制系统设计

针对汽车空调压缩机涡旋盘成形难度大、缺陷多、依赖人工调整参数等问题,结合锻造行业的智能化发展需求,分析涡旋盘锻造工艺,设计涡旋盘自动化生产线、全流程在线检测控制系统,为热模锻智能检测提供参考。

热作模具钢磨损性能的研究现状

磨损是热作模具的主要失效形式之一,了解材料磨损机理和开发改善材料磨损性能的方法对提高模具寿命具有重要意义。本文对热作模具钢磨损性能的研究现状进行了阐述,对影响磨损性能的因素和改善磨损性能的方法进行了探讨和总结,并对热作模具钢磨损性能的研究趋势进行了展望。

H13热作模具钢热处理工艺研究

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验等设备研究了不同淬火温度和回火温度对H13热作模具钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:通过进行二次回火处理,并适当降低回火温度,可以有效地析出更多细小、弥散分布的碳化物,并充分释放淬火应力。H13热作模具钢的硬度和强韧性得到了显著提升。在淬火温度为1 000℃、回火温度为520℃进行二次回火时的力学性能较好,回火马氏体尺寸较小,组织分布更均匀。此条件下的硬度为487 HV,抗拉强度可达到1 779 MPa,伸长率为11.5%。通过拉伸断口形貌的分析可看出,经过回火工艺处理后的样品断口呈现出大量的韧窝,其断裂特征表现为典型的韧性断裂。此外,还对H13钢在520~600℃回火过程中的软化行为进行了动力学建模。

新型Cr-Mo-V热作模具钢的高温断裂机制

通过高温拉伸试验研究了新型Cr-Mo-V钢的高温断裂行为,探究不同拉伸温度(25~700℃)下试验钢的热力耦合区(断裂区)和热应力区(夹持区)的组织演变和碳化物分布特征,揭示钢中碳化物的种类、分布及尺寸与高温断裂行为之间的关系,阐明新型Cr-Mo-V热作模具钢在高温变形过程中裂纹附近显微组织的演化机制。结果表明:随着拉伸温度的升高,试验钢的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率和断面收缩率升高,断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变,脆性断裂向韧性断裂的转变温度约为400℃;在高温变形过程中,试验钢的位错密度降低,回火马氏体发生分解、回复、再结晶及晶粒长大,M_(7)C_(3)和M23C6碳化物沿晶界析出长大,少量的细小颗粒状MC碳化物在晶内弥散分布;由于外力作用对变形区做功将导致变形区温度高于拉伸温度,这为断口附近细小碳化物回溶、大尺寸碳化物的长大提供热力学条件,导致热力耦合区小尺寸碳化物减少,大尺寸碳化物增多。

6061铝合金自润滑热锻条件下工件和模具摩擦磨损特性

基于热锻条件,使用销-盘摩擦设备对6061热锻铝合金和H13钢基自润滑模具材料进行了高温对磨实验,通过电子探针和能谱仪分析了不同工况下工件和模具的磨损机理。结果表明,随着载荷的增加,工件和模具之间的摩擦因数与磨损率先降低后升高;随着转速的增加,工件和模具之间的摩擦因数增大,磨损率呈倍数增加;当载荷为12 N、转速为100 r·min^(-1)时,工件和模具之间的摩擦因数最小,其值为0.416,磨损率仅为24.591 mm 3·N^(-1)·m^(-1);随着转速和载荷的增加,工件和模具之间的粘着磨损加重并且逐渐出现磨粒磨损和氧化磨损。

新型Cr-Mo-V型热作模具钢高温流变应力模型

通过热压缩实验,获得实验钢在变形温度为950~1200℃、应变速率为0.001~5 s^(-1)和最大真应变为0.916条件下的真应力-真应变曲线。结果表明:在本实验选取的变形条件下,新型Cr-Mo-V钢呈现出典型的动态再结晶特征,变形温度高于1050℃且应变速率低于0.1 s^(-1)时,动态再结晶特征更明显;同一变形温度下,峰值应力和峰值应变随应变速率的提高呈增大趋势;同一应变速率下,峰值应力和稳态应力随变形温度的升高逐渐降低。采用多元线性回归法获得与峰值应力对应的Arrhenius方程模型参数,基于此建立了实验钢的高温流变应力本构模型。利用创建的不同应变下本构方程材料常数的八次多项式对实验钢的流变应力进行计算,应变补偿相关系数R和平均绝对相对误差e AARE分别为0.98902和3.21%,计算数据与实验数据吻合良好。

La处理对H13热作模具钢中夹杂物的影响

采用真空感应炉熔炼H13模具钢,在氩气保护下加入稀土镧处理钢液并浇铸成钢锭,研究了La处理对H13钢中夹杂物转变的影响。结果表明,La对H13钢中夹杂物具有很好的改性效果,随La含量的提高,夹杂物的数量呈上升趋势,夹杂物的平均尺寸先减小后增大。不添加稀土时,H13钢中夹杂物主要为Al_(2)O_(3)和MnS;当H13钢中w[La]为0.016%时,钢中夹杂物以La_(2)O_(2)S为主;当w[La]为0.045%和0.073%时,钢中夹杂物主要为LaP和La_(2)O_(2)S。热力学计算表明,在1600℃下钢液中,La处理后夹杂物的转变过程为Al_(2)O_(3)→LaAlO_(3)→La_(2)O_(2)S。在凝固过程中,钢液中首先析出La_(2)S_(3),当温度继续降低,LaP开始在La_(2)S_(3)和La_(2)O_(2)S表面析出,最终形成复合夹杂物La_(2)O_(2)S-LaP和La_(2)S_(3)-LaP。

喷丸对4Cr5Mo2V钢高温摩擦磨损性能的影响

对4Cr5Mo2V钢试样进行3道次复合喷丸,通过与未喷丸试样对比,研究了喷丸对试验钢表面形貌、显微组织、硬度、残余应力以及高温(100,300,500℃)摩擦磨损性能和机制的影响。结果表明:喷丸处理显著提高了试验钢表面粗糙度,使试验钢表面形成了明显的塑性变形层、硬化层与残余压应力层;在100,300,500℃下,与喷丸前相比,喷丸后试验钢的磨损率分别降低了41.8%,17.1%,63.3%,耐磨性能的提高与喷丸产生的硬化层和残余压应力层有关。在100,300℃下,喷丸前后试验钢的磨损机制均主要为黏着磨损和磨粒磨损,而当温度升高至500℃时,磨损机制为氧化磨损,喷丸试验钢仍能保持较高的硬度与残余压应力,同时表面氧化层更致密稳定,仅发生轻微氧化磨损。

基于DEFORM-3D的轴承座热模锻工艺优化研究

为了解决铸造轴承座产生的气孔、夹渣等导致应力集中而承载能力下降,内部成分偏析、晶粒偏大导致综合力学性能低等问题。在对矿用轴承座进行锻造工艺分析的基础上,进行三维模型及其模具的设计,利用DEFORM-3D对其进行金属流动规律的锻造工艺仿真分析,在此基础上对零件进行产品优化设计,分析结果表明优化后的锻件设计满足模锻工艺要求。

俄罗斯KB8046-4000型热模锻压力机维修保养

介绍了俄罗斯KB8046-4000型热模锻压力机曲轴、传动轴及其相关零部件的检修方法。其中曲轴及传动轴是其传动系统中最主要的两个部件,其维护保养状况直接影响压力机的使用寿命。

球化退火冷却速率对SR19热作模具钢组织和硬度的影响

利用DEFORM软件模拟得到大尺寸(200 mm×800 mm×2 000 mm)SR19热作模具钢在退火降温过程中不同深度位置的温度场,根据降温曲线设计该钢小尺寸试样的球化退火工艺,如下:将试样加热至860℃保温2 h,分别以不同速率(15,30,45,60℃·h^(-1))缓冷至740℃保温4 h,再炉冷至500℃后空冷至室温。分析了冷却速率对试样组织和硬度的影响。结果表明:随着冷却速率增大,试样中的先共析铁素体含量和碳化物分布均匀程度均先减小后增大,球化率先保持平稳后快速下降,退火硬度先减小后增大;当冷却速率为45℃·h-1时得到的显微组织最佳,碳化物分布均匀,球化率较高,先共析铁素体含量较少且出现了硬度的回落。先共析铁素体产生的原因主要是退火过程中冷却速率的控制不当导致奥氏体优先转变为铁素体并保留在最终组织中。

门槛加强梁热冲模冷却水道数值模拟及参数优化

以热冲压门槛加强梁零件为例,建立热冲模冷却系统的流场和温度场的有限元模型,利用模拟软件结合正交试验设计方法,分析了高强钢热成形过程中温度场分布特征。结果表明:热冲模冷却水道的直径、水道到工作表面的距离以及水道之间的距离都会影响热冲模的冷却效果,结合实际生产因素,对热冲模冷却水道参数进行了优化。

某热模锻压力机湿式离合制动器液压系统故障分析

某40 MN热模锻压力机湿式离合制动器液压系统在安装调试过程中,连续动作时速度缓慢,液压系统压力明显降低,无法满足设备正常运行节拍要求。通过分析设备结构与工作情况,结合液压系统工作原理配置,经过核算后找到问题原因并最终解决问题,并针对此类工况的液压系统设计提出了注意事项。

模具焊接缺陷的解决方法

模具焊接在模具制造阶段是非常重要的工艺,涉及70%的模具整改优化都需要焊接来实现。在为丰田、大众、红旗多家车企提供模具产品过程中,模具焊接出现的常见缺陷,经总结分析实践提供行之有效的解决方法,这些解决方法经过多个车型的应用后,证明了可以在实际生产中满足模具质量要求,有效提升焊接质量从而规避缺陷的产生。

63 MN热模锻压力机封闭高度调整装置传动机构优化计算

新型63 MN热模锻压力机压力销采用碟簧液压缸进行夹紧,而老式的63 MN热模锻压力机压力销则采用后侧平衡缸进行夹紧,由于夹紧方式的不同,两者松开压力销后进行封闭高度调整所需克服的摩擦阻力矩也不同,因此所需要的驱动减速电机功率也不同。本文首先根据现场测试与计算,得出了新型63 MN热模锻压力机封闭高度调整装置的减速电机功率大小,然后通过对两者调封高所需克服阻力矩大小进行的详细计算,得出了热模锻压力机封闭高度调整装置传动机构的传动总效率,修正了《热模锻压力机》教材上的结论,为后期的设计计算提供了参考依据。

齿环热精锻成形工艺参数优化及组合模具设计

针对某齿环热精锻成形材料利用率低、模具寿命短的问题,构建了齿环热精锻成形有限元模型,分析了齿环热精锻成形过程中金属塑性流动规律及各物理量的变化情况。其次,以避免齿环成形缺陷、提高材料利用率和降低最大成形载荷为目标,采用响应面法和灰狼优化算法优化了齿环的坯料尺寸、始锻温度和成形速度,并通过数值模拟仿真和工艺实验进行了验证。最后,设计了齿环热精锻成形组合凹模结构,通过数值模拟优化了组合凹模的过盈量,模具危险区域的最大主应力值降至945 MPa,改善了模具应力集中现象,有效避免了模具的早期失效。

国内热锻模具钢的发展现状

我国模具工业规模大、年产值高、市场潜力巨大,但由于起步晚,产品以中低端为主,大型、精密、复杂模具仍严重依赖进口。热锻模是模具钢重要分支,产品主要分为中碳低合金热作模具钢、铬系中合金热作模具钢和改进型热作模具钢3大类,使用温度涵盖300~700℃温度区间,在汽车工业和机械制造业应用广泛。简要介绍了国内热锻模具钢的发展概况;分析了热锻模具钢的使用工况、失效形式和性能要求;结合国内模具使用情况和合金化特点,为热锻模具钢的选材与产品研发提供了参考依据,同时展望了利用W、Mo、V、Co等元素合金化设计和成形情况,指出通过热处理工艺提高热锻模具钢的强韧性和耐磨性是热锻模具钢的发展趋势。

汽车半轴热锻模工况仿真及机器人电弧增材制造路径生成

为了确定热锻模具修复方案,使用有限元仿真软件模拟汽车半轴摆碾成形过程,生成机器人电弧增材制造路径。当连锻次数达到20次后,模具进入热平衡状态,中心圆台表层温度稳定在788℃,表层与540℃等温线相对深度约为28mm,应力场510MPa以上的模具增材层约为26.3mm,确定使用温度场划分模具增材制造区域。利用MATLAB提取540℃以上的点云部位,逆向建立3D模型,进行路径规划并在焊接机器人上运行。